CN103850999A

CN103850999A - 用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀

Info

Publication number: CN103850999A
Application number: CN201210496930.1A
Authority: CN
Inventors: 方文超; 张睿; 平涛; 赵伟
Original assignee: 711th Research Institute of CSIC
Current assignee: 711th Research Institute of CSIC
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2032-11-29
Also published as: CN103850999B

Abstract

本发明公开了一种用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀，包括比例电磁铁，比例电磁铁的比例电磁铁推杆末端设置有球座，球座的下方设置有阀芯，球座与阀芯之间设置有钢球；阀芯的底部固定支撑弹簧的一端，弹簧的另一端固定支撑于弹簧座；阀芯处于阀体的腔体内；调整比例电磁铁的驱动电流大小，改变阀口的开度，实现流量的调节。本发明通过电磁力和弹簧力共同对阀芯进行作用，使阀芯处于一个相对稳定的位置，从而达到阀口开度控制的效果。本发明具有强制冷却比例电磁铁功能，并通过改变节流孔直径的大小设定冷却流体介质的流量。

Description

用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀

技术领域

本发明涉及一种阀门，具体涉及一种用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀。

背景技术

调节阀作为一种常见的执行机构，一般采用单阀孔结构，同样的阀芯位移，最大流通能力偏小。这种调节阀，一般是最大流通能力不可调而为固定值或通过垫片调整最大流通能力，最大流通能力不可调的不足之处为限制了最大流量的调节能力与范围，通过垫片调整最大流通能力的不足之处表现为调节不够便利、不够灵活，而且这种调节阀的零件的垂直度制造及装配要求较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀，它可以调节油泵的进油流量，进而调节油泵的高压供油量，最终达到调节高压共轨系统中共轨管的压力。

为解决上述技术问题，本发明用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀的技术解决方案为：

包括比例电磁铁1，比例电磁铁1的比例电磁铁推杆1.1末端设置有球座8，球座8的下方设置有阀芯13，球座8与阀芯13之间设置有钢球9；阀芯13的底部固定支撑弹簧12的一端，弹簧12的另一端固定支撑于弹簧座4；球座8、钢球9、阀芯13、弹簧12设置于阀体3的腔体内；所述阀芯13的两端粗，中间细，阀芯13将所述阀体3的腔体分隔为上腔V.2、工作腔V.3、下腔V.1；球座8、钢球9处于阀体3的上腔V.2内，弹簧12处于阀体3的下腔V.1内；阀体3的上腔V.2和下腔V.1通过上斜流道B.1和下斜流道B.2相互连通。

所述阀体3的一侧设置有进油口P，阀体3的另一侧设置有出油口A；进油口P通过入口流道B.3与工作腔V.3连通；入口流道B.3通过节流流道B.4与阀体3的上腔V.2连通；节流流道B.4后的节流孔R设置有节流螺钉14；出油口A通过主出口流道B.7与工作腔V.3直接连通；出油口A还连接前侧出口流道B.6、后侧出口流道B.8，前侧出口流道B.6和后侧出口流道B.8通过平衡流道B.5与工作腔V.3连通；工作腔V.3通过第一阀口C.3通向主出口流道B.7，工作腔V.3通过第二阀口C.2经平衡流道B.5通向前侧出口流道B.6，工作腔V.3通过第三阀口C.1经平衡流道B.5通向后侧出口流道B.8；阀体3的下腔V.1与回油出口T连通。

调整所述比例电磁铁1的驱动电流大小，改变阀口C.1、C.2、C.3的开度，实现流量的调节；所述比例电磁铁1不通电，阀芯13在弹簧12的弹簧力作用下位于最上位置，此时阀口C.1、C.2、C.3的开度最大；所述比例电磁铁1通电，当比例电磁铁1所产生的电磁力大于弹簧12的弹簧力，比例电磁铁1的比例电磁铁推杆1.1通过球座8、钢球9推动阀芯13向下运动，使弹簧12压缩，弹簧力增大；当弹簧力增大到与电磁力相等时，比例电磁铁推杆1.1停止运动，此时阀口C.1、C.2、C.3形成稳定的开度；流体介质从进油口P进入，一路流体介质经入口流道B.3进入工作腔V.3，再分别经阀口C.1、C.2、C.3，通过主出口流道B.7、平衡流道B.5、前侧出口流道B.6、后侧出口流道B.8到达出油口A；另一路流体介质经节流流道B.4、节流孔R至上腔V.2强制冷却比例电磁铁1，该路流体介质带走热量再经上斜流道B.1、下斜流道B.2至下腔V.1，最后从回油出口T流出。

所述阀口C.1、C.2、C.3最大开度由钢球9的直径大小决定，增大钢球9的直径，阀芯13的初始位置下移，使阀口C.1、C.2、C.3的最大开度减小；减小钢球9的直径，阀芯13的初始位置上移，使阀口C.1、C.2、C.3的最大开度增大。

所述节流流道B.4后的节流孔R的直径大小决定冷却带走热量的能力，使冷却后的比例电磁铁1的最高温度不超过使用温度限值。

所述球座8与钢球9的配合面为锥面。所述阀芯13与钢球9的配合面为锥面。

所述弹簧12与弹簧座4之间设置有弹簧垫片11，弹簧12的安装长度通过弹簧垫片11实现调节。

所述弹簧座4通过螺纹与阀体3固定连接；弹簧座4与阀体3之间设置有密封圈5。

所述阀体3设置于比例电磁铁1的下方，比例电磁铁1通过螺栓与阀体3固定连接；阀体3与比例电磁铁1之间通过密封圈2产生密封效果。

所述平衡流道B.5的末端设置有堵头6；堵头6与阀体3之间通过螺纹连接紧固；堵头6与阀体3之间设置有密封圈7。

本发明可以达到的技术效果是：

本发明通过电磁力和弹簧力共同对阀芯进行作用，使阀芯处于一个相对稳定的位置，从而达到阀口开度控制的效果，设置多个对称的阀口，阀控制的流通能力得到明显提升。

本发明通过改变钢球的直径来改变最大流通能力即阀口的最大开度，能够方便灵活增大或减小阀的流量调节控制范围，最大开度调整通过钢球标准件实现，通用标准化高、成本低廉。

本发明的推杆与阀芯间通过双锥面钢球配合结构传递力，锥面-钢球-锥面装配结构能够使球座在一定范围自适应转动，即实现用自适应定位，促使比例电磁铁推杆、球座、钢球、阀芯件的接触良好，及降低了相关零件的垂直度制造要求，也降低了装配要求。

本发明采用双斜孔结构，无需工艺孔堵头，结构简单；双斜孔结构使阀体的上下腔连通，阀体上下腔每一时刻的压力均相同，使阀芯的上下端面所受的压力相同，阀芯运动受压力的影响小。

本发明具有强制冷却比例电磁铁功能，并通过改变节流孔直径的大小设定冷却流体介质的流量，进而使冷却后的比例电磁铁1最高温度不超过使用温度限值。

本发明设置有弹簧座具备阀芯的下行限位功能，通过该功能可设置最小开度，通过改变弹簧座顶杆部分的长度以调整上端面位置，从而限制阀芯的下行位置。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀的示意图；

图2是图1中S1-S1的剖面图；

图3是图2中S2-S2的剖面图。

图中附图标记说明：

1为比例电磁铁， 1.1为比例电磁铁推杆，

2为O形密封圈， 3为阀体，

4为弹簧座， 5为O形密封圈，

6为堵头， 7为O形密封圈，

8为球座， 9为钢球，

11为弹簧垫片， 12为弹簧，

13为阀芯， 14为节流螺钉，

15为垫片，

P为进油口， A为出油口，

T为回油出口， R为节流孔，

C.1、C.2、C.3为阀口，

B.1为上斜流道， B.2为下斜流道，

B.3为入口流道， B.4为节流流道，

B.5为平衡流道， B.6为前侧出口流道，

B.7为主出口流道， B.8为后侧出口流道，

V.1为下腔， V.2为上腔，

V.3为工作腔。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀，包括比例电磁铁1，比例电磁铁1的比例电磁铁推杆1.1末端设置有球座8，球座8的下方设置有阀芯13，球座8与阀芯13之间设置有钢球9；

球座8和阀芯13与钢球9的配合面分别为双锥面；

本发明的球座8与钢球9的配合面为双锥面，球座8能够围绕钢球9在一定范围内转动，从而能够降低比例电磁铁推杆1.1的下端面与阀芯13中心线的垂直度要求；球座8在一定范围内根据电磁铁推杆1.1装配后的下端面位置自适应调整，以确保比例电磁铁推杆1.1的下端面与球座8的上端面接触良好，使比例电磁铁推杆1.1的推力均匀施加在球座8上，并经钢球9稳定传递至阀芯13，从而能够增强比例电磁铁推杆1.1、球座8、钢球9、阀芯13之间的力与位移的稳定性；

阀芯13的两端粗，中间细；

阀芯13的底部固定支撑弹簧12的一端，弹簧12的另一端固定支撑于弹簧座4；弹簧12通过弹簧垫片11连接弹簧座4，弹簧12的安装长度通过弹簧垫片11实现调节；

球座8、钢球9、阀芯13、弹簧12设置于阀体3的腔体内；弹簧座4通过螺纹与阀体3固定连接，弹簧座4与阀体3之间设置有O形密封圈5；阀体3设置于比例电磁铁1的下方，比例电磁铁1通过螺栓与阀体3固定连接，阀体3与比例电磁铁1之间通过O形密封圈2产生密封效果；

阀芯13将阀体3的腔体分隔为上腔V.2、工作腔V.3、下腔V.1；球座8处于阀体3的上腔V.2内，弹簧12处于阀体3的下腔V.1内；

阀体3的一侧设置有进油口P，阀体3的另一侧设置有出油口A；

进油口P通过入口流道B.3与工作腔V.3连通；入口流道B.3通过节流流道B.4与阀体3的上腔V.2连通；节流流道B.4内的节流孔R设置有节流螺钉14，节流螺钉14与阀体3之间通过螺纹连接，节流螺钉14与阀体3通过垫片15实现密封；通过改变节流孔(R)的孔径大小，能够调整从入口流道B.3流向阀体上腔V.2的流量大小；

出油口A通过主出口流道B.7与工作腔V.3直接连通；

出油口A还连接前侧出口流道B.6、后侧出口流道B.8，前侧出口流道B.6和后侧出口流道B.8通过平衡流道B.5与工作腔V.3连通；

工作腔V.3通过第一阀口C.3通向主出口流道B.7，工作腔V.3通过第二阀口C.2经平衡流道B.5通向前侧出口流道B.6，工作腔V.3通过第三阀口C.1经平衡流道B.5通向后侧出口流道B.8；

平衡流道B.5的末端设置有堵头6；堵头6与阀体3之间通过螺纹连接紧固，堵头6与阀体3之间设置有O形密封圈7；

阀体3的上腔V.2和下腔V.1通过上斜流道B.1和下斜流道B.2相互连通；阀体3的下腔V.1与回油出口T连通。

本发明的阀体的上腔V.2和下腔V.1通过上斜流道B.1和下斜流道B.2相互连通，使上腔V.2与下腔V.1的压力相同，阀芯13上下端面所受的压力相同，因而能够消除阀芯13上下端面压力波动及差异对阀芯13稳定性的影响。

本发明的工作原理如下：

比例电磁铁1不通电，阀芯13在弹簧12的弹簧力作用下位于最上位置，此时阀口C.1、C.2、C.3的开度最大；

比例电磁铁1通电，当比例电磁铁1所产生的电磁力大于弹簧12的弹簧力，比例电磁铁1的比例电磁铁推杆1.1通过球座8、钢球9推动阀芯13向下运动，使弹簧12压缩，弹簧力增大；当弹簧力增大到与电磁力相等时，比例电磁铁推杆1.1停止运动，此时阀口C.1、C.2、C.3形成稳定的开度；

流体介质从进油口P进入，一路流体介质经入口流道B.3进入工作腔V.3，再分别经阀口C.1、C.2、C.3，通过主出口流道B.7、平衡流道B.5、前侧出口流道B.6、后侧出口流道B.8到达出油口A；调整比例电磁铁1的驱动电流大小，改变阀口C.1、C.2、C.3的开度，即改变流通截面的面积，从而实现流量的调节；当比例电磁铁1的驱动电流为0时，阀口C.1、C.2、C.3的流通截面面积最大，阀口开度最大，阀的流量最大；随着比例电磁铁1驱动电流的增大，阀芯13下行，阀口C.1、C.2、C.3的流通截面面积减小，阀口开度减小，阀的流量减小；

另一路流体介质经节流流道B.4、节流孔R至上腔V.2强制冷却比例电磁铁1，该路流体介质带走热量再经上斜流道B.1、下斜流道B.2至下腔V.1，最后从回油出口T流出；根据冷却需要带走的热量设定节流螺钉14的节流孔R的直径，使冷却后的比例电磁铁1的最高温度不超过使用温度限值。

改变比例电磁铁1的电流大小从而改变比例电磁铁推杆1.1所受的电磁力大小，电磁力与弹簧力平衡，从而能够改变阀口C.1、C.2、C.3的开度大小；通电电流越大，电磁力越大，阀口C.1、C.2、C.3的开度越小；当电流增大到一定值时，阀芯13的上端完全将流道B.5、B.7遮蔽，阀口C.1、C.2、C.3的开度为零；继续增大电流，阀芯13继续向下运动，直至阀芯13下端面与弹簧座4的上端面接触。通过改变弹簧座4顶杆部分的长度以调整上端面位置，从而改变阀芯13的下行位置，到达限制最小流量，最小流量值可以不为0。

改变钢球9的直径，能够改变阀口C.1、C.2、C.3最大开度，从而调整阀的最大流通控制能力；增大钢球9的直径，阀芯13的初始位置下移，从而使阀口C.1、C.2、C.3的最大开度减小；减小钢球9的直径，阀芯13的初始位置上移，从而使阀口C.1、C.2、C.3的最大开度增大。

Claims

1.一种用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀，其特征在于：包括比例电磁铁(1)，比例电磁铁(1)的比例电磁铁推杆(1.1)末端设置有球座(8)，球座(8)的下方设置有阀芯(13)，球座(8)与阀芯(13)之间设置有钢球(9)；阀芯(13)的底部固定支撑弹簧(12)的一端，弹簧(12)的另一端固定支撑于弹簧座(4)；球座(8)、钢球(9)、阀芯(13)、弹簧(12)设置于阀体(3)的腔体内；所述阀芯(13)的两端粗，中间细，阀芯(13)将所述阀体(3)的腔体分隔为上腔(V.2)、工作腔(V.3)、下腔(V.1)；球座(8)、钢球(9)处于阀体(3)的上腔(V.2)内，弹簧(12)处于阀体(3)的下腔(V.1)内；阀体(3)的上腔(V.2)和下腔(V.1)通过上斜流道(B.1)和下斜流道(B.2)相互连通。

2.根据权利要求1所述的用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀，其特征在于：所述阀体(3)的一侧设置有进油口(P)，阀体(3)的另一侧设置有出油口(A)；进油口(P)通过入口流道(B.3)与工作腔(V.3)连通；入口流道(B.3)通过节流流道(B.4)与阀体(3)的上腔(V.2)连通；节流流道(B.4)后的节流孔(R)设置有节流螺钉(14)；

出油口(A)通过主出口流道(B.7)与工作腔(V.3)直接连通；出油口(A)还连接前侧出口流道(B.6)、后侧出口流道(B.8)，前侧出口流道(B.6)和后侧出口流道(B.8)通过平衡流道(B.5)与工作腔(V.3)连通；

工作腔(V.3)通过第一阀口(C.3)通向主出口流道(B.7)，工作腔(V.3)通过第二阀口(C.2)经平衡流道(B.5)通向前侧出口流道(B.6)，工作腔(V.3)通过第三阀口(C.1)经平衡流道(B.5)通向后侧出口流道(B.8)；

阀体(3)的下腔(V.1)与回油出口(T)连通。

3.根据权利要求1所述的用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀，其特征在于：调整所述比例电磁铁(1)的驱动电流大小，改变阀口(C.1、C.2、C.3)的开度，实现流量的调节；

所述比例电磁铁(1)不通电，阀芯(13)在弹簧(12)的弹簧力作用下位于最上位置，此时阀口(C.1、C.2、C.3)的开度最大；

所述比例电磁铁(1)通电，当比例电磁铁(1)所产生的电磁力大于弹簧(12)的弹簧力，比例电磁铁(1)的比例电磁铁推杆(1.1)通过球座(8)、钢球(9)推动阀芯(13)向下运动，使弹簧(12)压缩，弹簧力增大；当弹簧力增大到与电磁力相等时，比例电磁铁推杆(1.1)停止运动，此时阀口(C.1、C.2、C.3)形成稳定的开度；

流体介质从进油口(P)进入，一路流体介质经入口流道(B.3)进入工作腔(V.3)，再分别经阀口(C.1、C.2、C.3)，通过主出口流道(B.7)、平衡流道(B.5)、前侧出口流道(B.6)、后侧出口流道(B.8)到达出油口A；另一路流体介质经节流流道(B.4)、节流孔(R)至上腔(V.2)强制冷却比例电磁铁(1)，该路流体介质带走热量再经上斜流道(B.1)、下斜流道(B.2)至下腔(V.1)，最后从回油出口(T)流出。

4.根据权利要求1所述的用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀，其特征在于：所述阀口(C.1、C.2、C.3)最大开度由钢球(9)的直径大小决定，增大钢球(9)的直径，阀芯13的初始位置下移，使阀口(C.1、C.2、C.3)的最大开度减小；减小钢球(9)的直径，阀芯(13)的初始位置上移，使阀口(C.1、C.2、C.3)的最大开度增大。

5.根据权利要求1所述的用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀，其特征在于：所述节流流道(B.4)后的节流孔(R)的直径大小决定冷却带走热量的能力，使冷却后的比例电磁铁(1)的最高温度不超过使用温度限值。

6.根据权利要求1所述的用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀，其特征在于：所述球座(8)与钢球(9)的配合面为锥面。

7.根据权利要求1或6所述的用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀，其特征在于：所述阀芯(13)与钢球(9)的配合面为锥面。

8.根据权利要求1所述的用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀，其特征在于：所述弹簧(12)与弹簧座(4)之间设置有弹簧垫片(11)，弹簧(12)的安装长度通过弹簧垫片(11)实现调节。

9.根据权利要求1所述的用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀，其特征在于：所述弹簧座(4)通过螺纹与阀体(3)固定连接；弹簧座(4)与阀体(3)之间设置有密封圈5。

10.根据权利要求1所述的用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀，其特征在于：所述阀体(3)设置于比例电磁铁(1)的下方，比例电磁铁(1)通过螺栓与阀体(3)固定连接；阀体(3)与比例电磁铁(1)之间通过密封圈(2)产生密封效果。

11.根据权利要求1所述的用于高压共轨系统的油泵进油量调节控制阀，其特征在于：所述平衡流道(B.5)的末端设置有堵头(6)；堵头(6)与阀体(3)之间通过螺纹连接紧固；堵头(6)与阀体(3)之间设置有密封圈(7)。